一种用于接触轨防护预警的监测方法及系统与流程

本发明涉及接触轨安全运维管理，尤其涉及一种用于接触轨防护预警的监测方法及系统。

背景技术：

1、城市轨道交通指的是地铁和轻轨。它们的供电方式有两种，接触轨和架空接触网。接触轨是将电能传输到地铁和城市轨道交通系统电力牵引车辆(电动车组)的特殊供电装置。接触轨沿着走行轨布置，电动车组由伸出的集电靴与之接触而接受电能。接触轨供电方式又分为下部授流式接触轨供电、上部授流式接触轨供电和侧部授流式接触轨供电。接触轨为高压带电体，接触轨供电电压为dc750v或dc1500v。为了保证乘客和铁路运用安全，在其上部安装了绝缘防护罩，能够避免触电的危险和恶劣天气如下雨、灰尘、下雪对接触轨供电授流的影响。这一整套绝缘防护装置即接触轨防护系统（又称第三轨防护系统）。接触轨防护系统由接触轨绝缘支架、接触轨防护罩（各种异形接触轨部件防护罩）和防护罩支架等组成。接触轨绝缘支架、接触轨防护罩和接触轨防护罩支架的基本性能要求为高强度、高电气绝缘性、耐腐蚀和抗老化。

2、在地铁中，导致火灾发生的原因有很多种。在地铁的运营过程中，离不开大量的电气设备的配合支持，且在轨道交通线路旁起着供电作用的接触轨尤为重要，如果一旦一个设备出现故障，那么出现火灾事故的可能性将会大大增加。

3、随着城市的发展，地面交通也日益拥堵，城市轨道交通已经成为人们日常出行的工具。城市轨道交通地下车站一旦发生火灾，很容易发生特大事故。做好城市地铁事故灾难的防范与处置工作，保证及时、有序、高效、妥善地处置城市地铁事故灾难，最大程度地减少人员伤亡和财产损失，维护社会稳定，支持和保障经济发展。

4、原有的接触轨防护系统只是起着单一的绝缘防护功能，是一种被动的防护系统。故障的检查都是在地铁停止运营后进行的，轨道交通车辆运行过程中的事故无法及时监控；电气故障具有即时性，很多故障在通电状态容易被发现，但现有的故障检查都是通过人工进行；接触轨等电器设备都有防护罩阻隔，有些故障难以被发现；随着轨道交通大量的运用，其运营时间大为延长，留给人员检修的时间极其缩短；人工检测具有很多不确定因素，如果工作人员疏忽大意、违章操作、维护不当等的人为因素影响，就很容易导致发生火灾危险。因此，急需一种用于接触轨防护预警的监测方法及系统，为轨道交通的日常运维工作提供了新的技术支持，进而节省了大量人力成本。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种用于接触轨防护预警的监测方法及系统，通过对接触轨的温度变化和位移情况进行实时监测，并对故障位置进行实时定位，实现了对轨道交通的在线的安全运营维护。

2、为了实现上述技术目的，本发明提供了一种用于接触轨防护预警的监测方法，包括以下步骤：

3、在接触轨的绝缘防护罩上，设置用于检测温度的光纤和用于检测位移的光纤光栅，并设置若干个数据采集节点；

4、基于数据采集节点，获取通过光纤采集的第一信号，以及通过光纤光栅采集的第二信号；

5、基于第一信号和第二信号，获取接触轨的光纤数据采集的盲区，并依据盲区对数据采集节点进行调整；

6、基于调整完毕的数据采集节点，通过获取第一信号的第一变化趋势和/或第二信号的第二变化趋势，对接触轨存在的异常状态进行预警定位，其中，异常状态包括温度异常和形态异常。

7、优选地，在设置光纤和光纤光栅的过程中，依据第一信号源在光纤中的第一特征，以及在光纤光栅中的第二特征，进行归一化处理，获取第一信号源在光纤和光纤光栅之间的第一数据传播规律，其中，第一数据传播规律用于在通过同一信号源进行光纤检测时，依据第一变化趋势和第二变化趋势，判断接触轨存在的异常情况。

8、优选地，在设置光纤和光纤光栅的过程中，依据第二信号源在光纤中的第三特征，以及第三信号源在光纤光栅中的第四特征，依据第一数据传播规律，进行归一化处理，获取不同信号源在光纤和光纤光栅之间的第二数据传播规律，其中，第二数据传播规律用于在通过不同信号源进行光纤检测时，依据第一变化趋势或第二变化趋势，判断接触轨存在的异常情况。

9、优选地，在获取盲区的过程中，在两个数据采集节点之间，获取任一区间的第一变化趋势和第二变化趋势，依据第一数据传播规律，获取盲区。

10、优选地，在获取盲区的过程中，在两个数据采集节点之间，获取任一区间的第一变化趋势和第二变化趋势，依据第二数据传播规律，获取盲区。

11、优选地，在依据盲区进行数据采集节点调整的过程中，根据第一数据传播规律生成的盲区，将数据采集节点调整为第一数据采集节点；

12、根据第二数据传播规律生成的盲区，将数据采集节点调整为第二数据采集节点；

13、根据第一数据采集节点和第二数据采集节点，对数据采集节点进行设置，依据信号源的数量，将数据采集节点调整为第一数据采集节点或第二数据采集节点。

14、优选地，在对接触轨存在的异常状态进行预警定位的过程中，基于第一数据采集节点，根据第一变化趋势和第二变化趋势，对接触轨存在的异常状态进行预警定位；

15、根据预警定位结果，通过第二数据采集节点，并依据第一变化趋势或第二变化趋势，对预警定位结果进行验证。

16、优选地，在对接触轨存在的异常状态进行预警定位的过程中，基于第二数据采集节点，根据第一变化趋势或第二变化趋势，对接触轨存在的异常状态进行预警定位；

17、根据预警定位结果，通过第一数据采集节点，并依据第一变化趋势和第二变化趋势，对预警定位结果进行验证。

18、本发明公开了一种用于接触轨防护预警的监测系统，包括：

19、设置在接触轨的绝缘防护罩上的用于检测温度的光纤和用于检测位移的光纤光栅，若干个数据采集节点，以及对每个数据采集节点进行数据交互的数据分析预警模块，其中，数据分析预警模块，包括：

20、数据采集节点控制单元，用于根据信号源的数量,将数据采集节点切换为第一数据采集节点或第二数据采集节点，其中，第一数据采集节点用于表示采用同一信号源进行异常检测的前提下被激活的数据采集节点，第二数据采集节点用于表示采用不同信号源进行异常检测的前提下被激活的数据采集节点；

21、数据采集单元，用于基于数据采集节点，获取通过光纤采集的第一信号，以及通过光纤光栅采集的第二信号；

22、异常预警与定位模块，用于根据第一数据采集节点或第二数据采集节点，通过获取第一信号的第一变化趋势和/或第二信号的第二变化趋势，对接触轨存在的异常状态进行预警定位，其中，异常状态包括温度异常和形态异常。

23、优选地，异常预警与定位模块，还用于基于第一数据采集节点，根据第一变化趋势和第二变化趋势，对接触轨存在的异常状态进行预警定位；并根据预警定位结果，通过第二数据采集节点，并依据第一变化趋势或第二变化趋势，对预警定位结果进行验证，

24、或，

25、基于第二数据采集节点，根据第一变化趋势或第二变化趋势，对接触轨存在的异常状态进行预警定位；根据预警定位结果，通过第一数据采集节点，并依据第一变化趋势和第二变化趋势，对预警定位结果进行验证。

26、本发明公开了以下技术效果：

27、1、预见性：实时在线监测接触轨及接触轨防护系统的温度和异常位移；提供火灾危险及接触轨和接触轨防护系统的运行状况异常的早期探测。

28、2、可靠性：光纤感测系统具有自检功能、故障报警功能、火灾侦测功能，接触轨及接触轨防护系统异常位移监控功能，实时在线将报警信号传送至报警控制系统或厂区主监控系统。防护系统报警，可迅速通知维修部门提前修理或停运后修理；火灾报警时，可控制系统采取关闭防火门、灭火等应急、联动控制。该系统可靠性极高。且维护简便。

29、3、先进性：光纤测温系统，在满足实用性和可靠性的前提下采用最先进的系统，特别是符合计算机技术和网络通信技术最新发展潮流的系统。

30、4、安全性：光纤测温系统光纤传感器的探测部分无源，本征防爆，阻燃，不受天气及粉尘等环境因素干扰，具有极高的安全性。